CN113646504A - 用于辅助管线连接的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于将第一管区段(304，404)联接到第二管区段(306，406)的系统，该系统包括销端部(318，418)，该销端部包括凸缘(324，424)。该系统包括箱端部(340，440)，该箱端部具有被构造成接纳销端部(318，418)的凹陷部(342，442)，该箱端部(340，440)的面(350，450)邻接凸缘(324，424)。该系统包括将第一管区段(304，404)接合到第二管区段(306，406)的联接组件(302，402)，该联接组件包括靠近凸缘(324，424)布置的开口环(358，458)和套管(360，460)，其中套管(360，460)的螺纹(362，462)接合开口环(358，458)上的第一配合螺纹(366，466)和箱端部(340，440)上的第二配合螺纹(364，464)。

Description

用于辅助管线连接的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年3月29日提交的名称为“SYSTEM AND METHOD FOR AUXILIARYLINE CONNECTIONS”的美国专利申请16/369,354号的优先权，该专利申请的全部公开内容以引用方式并入本文。
背景技术
1.技术领域
本公开整体涉及利用工具的石油和天然气服务方法，并且具体地涉及用于提供螺纹立管辅助管线的系统和方法。
2.背景技术
在石油和天然气生产中，钻井和采油可在海上进行，这可包括具有立管的平台或钻机以响应于海洋运动而调整平台的位置。立管可以在平台上提供向上力以使得平台能够随海面上升和下降，由此减小对钻井系统的部件造成过度应变和移动的可能性。在各种实施方案中，立管张紧器可包括液压缸，这些液压缸接收高压流体以将力施加到平台。此外，立管可以包括辅助管线以将各种流体输送到钻井操作的不同部分。例如，液压流体可以被传输至海底部件，诸如防喷器(BOP)。在操作中，辅助管线可以包括箱和销连接器以将管线的承压部分联接在一起。如果管线受损，则立管通常会停止使用并被送到岸上以进行维修。这导致不期望的延迟并且对生产者而言成本很高。
发明内容
申请人认识到本文上面提到的问题，并且构思和开发了根据本公开的用于联接辅助管线的系统和方法的实施方案。
在一个实施方案中，一种用于将第一管区段联接到第二管区段的系统包括第一管区段的销端部，该销端部包括凸缘。该系统还包括第二管区段的箱端部，该箱端部具有被构造成接纳销端部的凹陷部，当销端部安装在凹陷部内时，箱端部的面邻接凸缘。该系统还包括将第一管区段接合到第二管区段的联接组件，该联接组件包括靠近凸缘布置的开口环和套管，其中套管的螺纹接合开口环上的第一配合螺纹和箱端部上的第二配合螺纹，以将第一管区段固定到第二管区段。
在另一个实施方案中，用于将第一管状区段接合到第二管状区段的联接组件包括适于联接到第一管状区段的开口环，该开口环包括位于第一外径处的螺纹部分和具有大于第一外径的第二外径的端部。联接组件还包括适于联接到第二管状区段和开口环的套管，其中套管包括内螺纹，该内螺纹被构造成联接到第二管状区段上的配合螺纹并且联接到开口环的螺纹部分。
在一个实施方案中，一种用于将第一管区段联接到第二管区段的方法包括将销联接到该第一管区段，该销包括凸缘。该方法还包括将联接组件的至少一部分安装到第一管区段，该联接组件靠近凸缘布置，以在至少一个方向上轴向限制联接组件的至少一部分的移动。该方法还包括将箱联接到第二管区段。该方法还包括经由联接组件的至少一部分的内螺纹接合箱的外螺纹。该方法包括经由联接组件的至少一部分的旋转将箱联接到销。
附图说明
通过阅读本技术的非限制性实施方案的以下详细描述以及查看附图，将更好地理解本技术，其中：
图1是根据本公开的实施方案的立管接头的实施方案的示意性侧视图；
图2是根据本公开的实施方案的立管接头的实施方案的透视图；
图3A是根据本公开的实施方案的辅助接头组件的实施方案的示意性截面图；
图3B是根据本公开的实施方案的辅助接头组件的实施方案的透视图；
图4是根据本公开的实施方案的辅助接头组件的实施方案的示意性截面图；
图5是根据本公开的实施方案的辅助管线构造的实施方案的示意性截面图；
图6A是根据本公开的实施方案的安装场景的实施方案的示意性截面图；
图6B是根据本公开的实施方案的安装场景的实施方案的示意性截面图；
图7是根据本公开的实施方案的立管接头的实施方案的透视图；并且
图8是根据本公开的实施方案的用于经由联接组件安装辅助管线的方法的实施方案的流程图。
具体实施方式
当参考优选的实施方案的以下描述和附图进行考虑时，将进一步理解本技术的前述方面、特征和优点，其中类似的附图标记表示类似的元件。在描述附图中示出的技术的优选实施方案时，为了清楚起见，将使用特定术语。然而，本技术不旨在限于所使用的特定术语，并且应当理解，每个特定术语包括以相似方式操作以实现相似目的的等同物。
当介绍本发明的各种实施方案的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在意味着存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包括性的并且意味着除所列元件外还可以有附加元件。工作参数和/或环境条件的任何示例并不排除所公开的实施方案的其它参数/条件。另外，应当理解，对本发明的“一个实施方案”、“实施方案”、“某些实施方案”或“其他实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用的特征的附加实施方案的存在。此外，对关于取向的术语诸如“上方”、“下方”、“上部”、“下部”、“侧面”、“前部”、“后部”或其他术语的引用是参考所示的实施方案进行的，并且不旨在限制或排除其他取向。
本公开的实施方案包括用于通过减少包括螺纹在内的多个部件而将管状部分接合在一起的联接组件，该联接组件可经受可引起腐蚀或磨损的环境条件。在各种实施方案中，相邻销柱经由联接组件联接在一起，其中销柱(销端部)中的一个销柱不包括螺纹，而另一个销柱(箱端部)包括螺纹。开口环可联接到销端部，并且螺纹套管可接合开口环和箱端部两者上的螺纹以联接相邻的销柱。在各种实施方案中，部件可由不同材料形成，例如具有不同强度特性的材料。例如，不暴露于流体的部件可由强度因子得到改善的非NACE材料形成，这可实现较小的部件。此外，可通过保持足够小的尺寸以延伸穿过海洋立管的相关凸缘并且还允许使用扭转工具而不妨碍其他设备来改善安装。
在本公开的各种实施方案中，可从永久销部件移除螺纹，这可使部件不易出现潜在的腐蚀问题。换句话讲，螺纹配件可布置在预期被移除(或替换)的部件上。该系统可经由引入开口环和套管布置引入灵活性，该开口环和套管布置能够实现辅助管线的替换而无需移除辅助立管部件诸如浮力、夹圈和扶正器，例如在其中系统与用于海洋立管的辅助管线一起使用的实施方案中。然而，应当理解，本公开的实施方案可与多种管道系统一起使用，其中将一个或多个区段联接在一起可能是期望的。在各种实施方案中，形成本公开的部件的尺寸可被设定成使得扭转工具能够施加到螺纹部件上，从而有助于部件的接合和释放。包括有助于扭转工具的尺寸设定可使得能够断开例如当螺纹锈在一起时形成的结合部。此外，在各种实施方案中，某些部件可被布置成被切割(例如，机械切割、火焰切割等)或以其他方式脱离永久销联接。因此，如果扭转工具未成功分离部件，则可以其他方式移除某些部件，同时将永久销部件留在适当位置。在各种实施方案中，本公开的部件以使得高应力区域习惯非NACE部件的方式布置，这些非NACE部件不保持对NACE的低硬度(低强度)要求。应当理解，NACE组件是指由NACE International确立的标准或准则。这些标准涉及材料特性、表面制备技术、涂层等，以降低多种应用中材料腐蚀的可能性。NACE标准可提供对合金钢等内某些元素百分比的推荐，该推荐可减小腐蚀或其他材料损坏的可能性。例如，NACE MR0175/ISO 15156给出了对碳和低合金钢、耐腐蚀合金和其他用于含H2S环境中的石油和天然气生产和天然气处理厂中所使用设备的其他合金，其失效可能对公众和人员的健康和安全或者对设备本身造成风险。然而，包含其他元件可影响某些特性，诸如材料强度，这可降低额定载荷。因此，可通过在某些位置处使用更强的材料来高效地设定部件的尺寸。这可降低成本、减小部件的尺寸、增加安全因素，并且还更易于获取。应当理解，虽然本公开的实施方案可指NACE或非NACE部件，但此类部件不限于这些特定标准。相反，提及NACE和非NACE部件是指具有不同程度的耐腐蚀性和/或不同强度值的材料。
图1是立管接头102的区段100的实施方案的示意性侧视图，该区段包括从立管接头102的主管线106径向向外布置并且基本上平行于主管线106的辅助管线104。立管接头102也可称为海洋钻井立管并且可形成为各种长度，诸如在大约5英尺和90英尺之间或甚至更长。辅助管线104可以沿着主管线106的侧面夹持以用于根据各种部件的需要(诸如防喷器(BOP)控制)传输钻井液和液压流体。在各种实施方案中，可能有至多六个辅助管线104联接到主管线106。例如，各个管线可用于扼流器、用于杀灭、用于提升、用于液压控制，以及用于更专业化的功能。在各种实施方案中，辅助管线104包括销端部和箱端部108以有助于辅助管线104的不同部分110之间的联接。例如，辅助管线104可以是较长的，并且管线可以被分解成部分110以便使得能够对某些部分110进行维修而无需在辅助管线104的整个长度上工作。如本文所用，管线可以指管状或类似于管的连接，其有助于液体、气体、固体、或它们的组合(在本文中可以称为“流体”)在压力下的传输。
在操作中，将销端部插入对应的箱端部中以形成辅助管线104的不同部分110之间的承压连接。在各种实施方案中，部分110可以例如在销端部和箱端部之间的界面处焊接在一起。这种焊接连接可以使得流体能够通过辅助管线进行高压传输。在各种实施方案中，管线内的压力可为约20，000磅/平方英寸(psi)，然而应当理解，压力可大于或小于20，000psi。因此，利用稳健的连接以便减小泄漏的可能性。另外，外部负载通过辅助管线传输以通过立管系统高效地分配张力和弯矩。连接被设计成足够坚固以考虑到这些负载组合，同时继续保持压力完善性。
辅助管线104的部分110可能在操作期间被损坏或以其他方式无法使用，诸如由于来自外部力的接触、正常的磨损等。当辅助管线104被损坏时，因为部分110可能被焊接在一起，所以立管102停止运行并送到海岸以进行维修。该过程提出了物流挑战和成本高昂的操作延误。本公开的系统和方法提供了在辅助管线104的部分110之间的非焊接连接，由此使得能够在平台上进行维修。也就是说，在不将立管102送回海岸的情况下进行维修。这样，可以基本上消除物流挑战，并且可以减小与维修或替换相关联的时间和成本。
图2是立管区段200的实施方案的等轴视图，该立管区段包括主管线202和多个辅助管线204。应当理解，五个辅助管线204仅用于说明目的，并且在各种实施方案中，可以包括更多或更少的辅助管线204。辅助管线204相对于轴线206从主管线202径向向外布置，并且围绕主管线202的圆周周向地定位。凸缘208联接到主管线202并且包括用于接纳辅助管线204的孔口210。在各种实施方案中，凸缘208可以包括附加的联接部和/或固定装置212以有助于将辅助管线204固定到凸缘208。应当理解，辅助管线204可以具有不同直径并且包括附加部件(诸如推力柱)，这将在本文中进行描述。
图3A是接头300的实施方案的示意性横截面侧视图，该接头包括将第一区段304接合到第二区段306的联接组件302。应当理解，相应区段304、306可被称为销，诸如“永久销”或“可替换销”。另外，在实施方案中，相应区段304、306的端部可被称为具有销端部或箱端部。当涉及销端部和箱端部联接时，应当理解，销端部是指公部分，箱端部是指母部分。
在各种实施方案中，第一区段304和第二区段306沿着轴线308轴向对准，使得第一区段304和第二区段306的相应孔310、312对准。应当理解，虽然所示的孔310、312在所示的实施方案中具有相同的直径，但在其他实施方案中，直径可不相等。相应区段304、306中的每一个区段包括主体部分314、316，该主体部分沿着轴线308轴向延伸以形成管状，从而使得流体能够穿过孔310、312。如下文将详细描述的，可基于延伸穿过区段304、306的流体的一个或多个特性、操作条件、环境条件等来特别地选择区段304、306的各种不同部分和设定各种不同部分的尺寸。
所示的第一区段304为上文提及的永久销，因为永久销可被设计成联接到海洋立管，诸如凸缘208(图2)，并且可被视为永久或半永久固定装置。当利用本文的永久性时，永久销可指具有比例如接合替换销更长的预期寿命的销。换句话讲，在永久销和替换销之间，替换销优选地在替换或修理操作期间被移除。
第一区段304包括具有第一直径320的销端部318，该销端部延伸第一轴向长度322。应当理解，可特别地基于操作条件等来选择第一轴向距离322。例如，在各种实施方案中，第一轴向长度322可为例如第一区段304的长度的比率或百分比。然而，在其他实施方案中，可基于其他设计条件诸如区段直径、预期操作条件等来选择第一轴向长度322。
凸缘324邻近销端部318轴向布置。在各种实施方案中，凸缘324也可称为肩部或止动件。在操作中，凸缘324可接收施加到第一区段304的拉伸载荷的至少一部分。凸缘324具有大于第一直径320的第二直径326。虽然所示的实施方案在销端部318和凸缘324之间包括倾斜表面形式的过渡部328，但应当理解，过渡部328可为任何形状，诸如90度弯曲等。过渡部328可用于逐渐适应第一直径320和第二直径326之间的直径差。
继续第一区段304，具有第三直径332的轴向部分330被布置成与凸缘324相对。在所示的实施方案中，第三直径332小于第二直径326并且还大于第一直径320。然而，应当理解，在其他实施方案中，第三直径332可基本上等于第二直径326。在各种实施方案中，轴向部分330可沿第一区段304的大部分长度延伸，使得轴向部分330沿第一区段304的大部分长度保持基本上直径。然而，在其他实施方案中，可沿第一区段304的长度布置各种其他逐步减低等，如特别选择的，以确定外径。
在各种实施方案中，轴向部分330包括保持器334。保持器可用于在预定位置处将开口环或卡圈保持或以其他方式固定到第一区段304的外径。例如，在所示的实施方案中，保持器334包括凹槽336。在某些实施方案中，开口环或卡圈可包括至少部分地延伸到凹槽336中的特征结构，并且可阻挡或以其他方式限制开口环或卡圈的轴向移动。例如，在某些实施方案中，固定螺钉等可从开口环或卡圈的外径延伸到凹槽336中，使得轴向移动被阻止。
所示的接头300在第一区段304和第二区段306之间形成界面338，使得在第一区段304和第二区段306之间可存在至少一个接触点。界面338可形成在第二区段306的箱端部340处，该箱端部包括接纳第一区段304的销端部318的凹陷部342。在所示的实施方案中，凹陷部342包括位于第四直径346处的箱壁344。可基于第一直径320特别地选择第四直径346，以有助于第一区段304和第二区段306之间的联接。在所示的实施方案中，箱340延伸基本上等于第一轴向长度322的第二轴向长度348，从而接纳销318。如图所示，箱340还包括面350，该面在销318安装在凹陷部342内时接触凸缘324。面350在基本上等于第二直径326的第五直径352处定位在箱340的轴向表面上。然而，应当理解，在其他实施方案中，第五直径352可大于或小于第二直径326。然而，如下所述，第五直径352基本上等于第二直径326可能是有利的，使得可利用螺纹套管沿第二直径326接合螺纹以将第二区段306联接到布置在第一区段304上的卡圈。
在所示的实施方案中，箱壁344包括接纳密封件356的环形凹陷部354。当第一区段304联接到第二区段306时，密封件356可被压缩，从而阻止流体流出孔310、312。虽然在所示的实施方案中密封件356和凹陷部354示出在箱340上，但应当理解，在其他实施方案中，凹陷部354和密封件356可布置在销端部318上。此外，环形凹陷部354的形状是为了示意性说明，并且应当理解，在各种实施方案中，环形凹陷部354可被成形为用于容纳具有各种几何形状的一个或多个密封件356。
所示的实施方案包括用于将第一区段304接合到第二区段306的联接组件302。所示的联接组件302包括开口环358和套管360。在各种实施方案中，套管360包括沿着其至少一部分延伸的螺纹362。螺纹362接合布置在第二区段306上(例如，位于第五直径352处)的螺纹364，并且还接合布置在开口环358上的螺纹366。因此，第一区段304可经由套管360固定到第二区段306。
在所示的实施方案中，开口环358包括在基本上等于第二直径326的第六直径368处的螺纹366。因此，套管360可具有基本上恒定的第七直径370，以有助于将第一区段304联接到第二区段306。开口环358上还示出了在所示的实施方案中具有大于第六直径368的第八直径374的端部372。端部372可用作止动件以防止套管360轴向延伸太远并暴露第二区段306上的螺纹364。换句话讲，端部372可在至少一个轴向方向上阻止套管360的进一步移动。在操作中，端部372可竖向低于套管360，并且因此，重力可有助于使套管360朝向并且搁置在端部372上。然而，在其他实施方案中，端部372可竖向高于套管360。
如上所述，在各种实施方案中，端部372包括一个或多个孔口376，以有助于将开口环358联接到第一区段304。例如，固定螺钉或销可延伸穿过孔口376并进入凹槽336中，以将开口环358固定到第一区段304。此外，在各种实施方案中，开口环358可包括一个或多个紧固件，以将开口环358固定到第一区段304，而无需使用附加的联接装置。此外，在实施方案中，可以利用一个或多个防旋转元件将套管360和开口环358直接接合在一起。例如，销可延伸穿过套管360并与开口环358的对应孔配合。
如本文将描述的，在操作中，联接组件302的外径可以小于凸缘(208)上的一个或多个孔口的直径，以使得能够通过凸缘安装联接组件302。此外，在各种实施方案中，第五直径352可小于凸缘208上的一个或多个孔口的直径，以使得能够安装。例如，第一区段304可以与孔口间隔开的关系(例如，轴向上方)布置，而第二区段306穿过孔口安装就位。
在各种实施方案中，可基于操作条件由不同材料形成接头300的不同部件。例如，在实施方案中，联接组件302的部件(诸如开口环358和套管360)可以由更强、更硬的材料形成，因为这些部件并不按照与第一区段304和第二区段306相同的管道标准。换句话讲，开口环358和套管360可以由非NACE材料形成，从而能够获得更强、更硬的材料，使得尺寸可以小于使用NACE限制材料时的尺寸。因此，联接组件302可以更小且更稳固。
图3B是将第一区段304接合到第二区段306的联接组件302的实施方案的透视图。在所示的实施方案中，套管360联接到开口环358，从而将第一区段304固定到第二区段。所示的套管360包括接纳第二区段306的销和/或固定螺钉380的狭槽378。在各种实施方案中，销380刚性地联接到第二区段306，以在销380定位在狭槽378内时阻止套管360围绕轴线308旋转。因此，可避免例如振动或外力引起的套管360的无意脱离。
图4是包括联接组件402的接头400的实施方案的横截面侧立视图。如上所述，区段404、406可被称为销，诸如“永久销”或“可替换销”。另外，在实施方案中，相应区段404、406的端部可被称为具有销端部或箱端部。
在各种实施方案中，第一区段404和第二区段406沿着轴线408轴向对准，使得第一区段404和第二区段406的相应孔410、412对准。应当理解，尽管所示的实施方案中的所示的孔410、412具有相同的直径，但在其他实施方案中直径可不相等，如上文结合图3所示的实施方案所述。相应区段404、406中的每一个区段包括主体部分414、416，该主体部分沿着轴线408轴向延伸以形成管状，从而使得流体能够穿过孔410、412。如上所述，可基于延伸穿过区段404、406的流体的一个或多个特性、操作条件、环境条件等来特别地选择区段404、406的各种不同部分和设定各种不同部分尺寸。
所示的第一区段404为上文提及的永久销，因为永久销可被设计成联接到海洋立管，如上所述，永久销并非旨在作为无法移除的永久部件的参考，而是旨在比替换销更少更换的部件。
第一区段404包括具有第一直径420的销端部418，该销端部延伸第一轴向长度422。应当理解，可特别地基于操作条件等来选择第一轴向距离422。凸缘424靠近销端部418轴向布置。在各种实施方案中，凸缘424也可被称为肩部或止动件。在操作中，凸缘424可接收施加到第一区段404的拉伸载荷的至少一部分。凸缘424具有大于第一直径420的第二直径426。尽管所示的实施方案在销端部418和凸缘424之间包括倾斜表面形式的过渡部428，但应当理解，过渡部428可为任何形状，诸如90度弯曲等，如上所述。
第一区段404还包括被布置成与凸缘424相对的具有第三直径432的轴向部分430。在所示的实施方案中，第三直径432小于第二直径426并且还大于第一直径420。然而，应当理解，在其他实施方案中，第三直径432可基本上等于第二直径426。
在各种实施方案中，轴向部分430包括具有肩部436的凹陷部434。凹陷部434可用于接纳开口环或卡圈，以有助于将第一区段404联接到第二区段406，如将在下文所述。肩部436可阻挡开口环或卡圈沿着轴线408的轴向移动。
所示的接头400在第一区段404和第二区段406之间形成界面438，使得在第一区段404和第二区段406之间可存在至少一个接触点。界面438可形成在第二区段406的箱端部440处，该箱端部包括接纳第一区段404的销端部418的凹陷部442。在所示的实施方案中，凹陷部442包括位于第四直径446处的箱壁444。可基于第一直径420特别地选择第四直径446，以有助于第一区段404和第二区段406之间的联接。在所示的实施方案中，箱440延伸基本上等于第一轴向长度422的第二轴向长度448，从而接纳销418。如图所示，箱440还包括面450，该面在销418安装在凹陷部442内时接触凸缘424。面450在基本上等于第二直径426的第五直径452处定位在箱440的轴向表面上。然而，应当理解，在其他实施方案中，第五直径452可大于或小于第二直径426。然而，如下所述，可能有利的是，第五直径452基本上等于第二直径426，使得可利用螺纹套管沿第五直径452接合螺纹以将第二区段406联接到布置在第一区段404上的卡圈。
在所示的实施方案中，箱壁444包括接纳密封件456的环形凹陷部454。当第一区段404联接到第二区段406时，密封件456可被压缩，从而阻止流体流出孔410、412。虽然在所示的实施方案中密封件456和凹陷部454示出在箱440上，但应当理解，在其他实施方案中，凹陷部454和密封件456可布置在销端部41 8上。如上所述，在多个实施方案中，凹陷部454可以具有多种不同的几何构造，以适应具有不同几何形状的一个或多个密封件456。
所示的实施方案包括用于将第一区段404接合到第二区段406的联接组件402。所示的联接组件402包括开口环458和套管460。在各种实施方案中，套管460包括沿其至少一部分延伸的螺纹462。螺纹462接合布置在第二区段406上(例如，位于第五直径452处)的螺纹464，并且还接合布置在开口环458上的螺纹466。因此，第一区段404可经由套管460固定到第二区段406。
在所示的实施方案中，开口环458包括在基本上等于第二直径426的第六直径468处的螺纹466。因此，套管460可具有基本上恒定的第七直径470，以有助于将第一区段404联接到第二区段406。开口环458上还示出了在所示的实施方案中具有大于第六直径468的第八直径474的端部472。端部472可用作止动件以防止套管460沿第一区段404轴向延伸太远。换句话讲，端部472可在至少一个轴向方向上阻止套管460的进一步移动。然而，在各种实施方案中，可特别地选择套管460的长度以暴露或完全覆盖螺纹464。在操作中，端部472可竖向低于套管460，因此，重力可有助于使套管460朝向并且搁置在端部472上。然而，在其他实施方案中，端部472可竖向高于套管460。
如上所述，在各种实施方案中，端部472包括一个或多个孔口476，以有助于将开口环458联接到第一区段404。例如，紧固件可延伸穿过所示的孔口476以将开口环458的开口部件固定在一起。如上所述，在某些实施方案中，可利用附加的紧固件将开口环458进一步联接到第一区段404，诸如固定螺钉等。
如上所述，在操作中，联接组件402的外径可以小于凸缘(图2)上的一个或多个孔口的直径，以使得能够通过凸缘安装联接组件402。此外，在各种实施方案中，第五直径452可小于凸缘(图2)上的一个或多个孔口的直径，以使得能够安装。例如，第一区段404可以与孔口间隔开的关系(例如，轴向上方)布置，而第二段406通过孔口安装就位。
图5是立管区段500的实施方案的截面图，该立管区段包括联接到从主管线506延伸的凸缘504的辅助管线502。在所示的实施方案中，辅助管线502延伸通过凸缘504的孔口508，并且包括将辅助管线502固定到凸缘504的锁紧螺母510。在所示的实施方案中，管区段512联接到销514。例如，销514可以焊接到管区段512的端部，如所示的实施方案中所示。应当理解，这种连接可以在安装辅助管线502之前形成(例如，在海岸处)，由此减小在海上平台上进行焊接操作的可能性。
如以上相对于图3和图4描述的，所示的销512经由联接组件518联接到箱516。联接组件518包括上述开口环520和套管522。所示的实施方案包括图3所描述的联接组件，然而，应当理解，图4所描述的联接组件以及本文所述的其他构型也可用于图5所示的布置中。
如上所述，箱516包括外径524，该外径小于孔径526。因此，箱516可以通过穿过孔口508来安装，从而减少安装箱516的工作。例如，开口环520可安装在销514上，并且套管522可被布置在轴向高于凸缘504的位置。然后，箱516可以穿过孔口508并且接合套管522(例如，经由上述配合螺纹)。在某些实施方案中，可基于凸缘504的其他部件的尺寸来特别地选择辅助管线502和相关部件的其他尺寸。例如，可至少部分地基于孔径526来选择外径524，并且其他尺寸可基于工具或其他考虑因素。
应当理解，为了讨论的目的，简化了图5所示的实施方案，并且为了清楚起见通过该讨论消除了其他部件。例如，已省略各种紧固件、推力柱等。
图6A和图6B是安装场景600的实施方案的截面图，其中本公开的实施方案可安装在立管区段602上。应当理解，所利用的安装程序可作为改进应用(例如，将现有管线修改为包括例如销)和/或作为新的安装来完成。
在图6A中，立管区段602包括辅助管线604和具有径向向外延伸的凸缘608的主管线606。在所示的实施方案中，辅助管线604包括将经由联接组件614接合在一起的第一区段610和第二区段612。所示的第一区段610包括销616，如上所述，该销可被描述为永久销。第二区段612包括箱端部618，如上所述，该箱端部也可被描述为可替换销。
在所示的实施方案中，联接组件614包括开口环620和套管622。所示的开口环620联接到销616，并且销616的凸缘624在至少一个方向(例如，相对于页面的向下方向)上阻止开口环620的轴向移动。在所示的实施方案中，套管622被布置在第一区段610和第二区段612之间。如下所述，在将第一区段610联接到第二区段612之前，可将套管622联接到第二区段612。该安装程序可防止布置在第二区段612(图3A和图4)的箱端部内的密封件旋转，而是，使得密封件能够在第一区段610的销616之上被笔直牵拉。如上所述，在各种实施方案中，套管622的螺纹626可接合开口环620的螺纹628以将第一区段610联接到第二区段612。
如图所示，箱618的外径630小于凸缘624的孔口634的直径632。因此，箱618可向上穿过孔口634以用于安装和连接到销616。这样，可以安装和/或移除箱端部618而无需切割或以其他方式停用零件。例如，在经由示出的箱和销连接器进行初始安装的实施方案中，箱端部618可与销616脱离，然后以相同的方式移除。因此，可以减少对辅助管线604进行维护的停机时间。
图6B示出了与所示的套管622接合的箱端部618。在各种实施方案中，螺纹636接合套管622的螺纹626，以有助于将销616联接到箱端部618。在实施方案中，在套管612联接到箱端部618之后，套管622可固定到箱端部618。例如，虽然在图6B中未示出，但可利用防旋转特征结构，诸如图3B中所示的特征结构。因此，套管622可以螺纹连接到箱端部618上的适当位置，然后经由螺钉、销或其他防旋转特征结构固定。在各种实施方案中，一个或多个尺寸可使得工具诸如扭转工具能够有助于在箱端部618和销616之间形成连接。例如，开口环620的旋转可使得箱端部618和销616之间能够经由围绕第一区段610的旋转而联接。在某些实施方案中，第二区段612和/或套管622可在安装期间，例如响应于施加到套管622的扭矩而旋转。因此，第一区段610可经由联接组件614接合到第二区段612。如上所述，开口环620旋转的安装可以降低密封件(图3A和图4)在安装期间旋转的可能性。此后，如果需要拆卸，则可断开螺纹连接，可切割一个或多个部件等。
图7是立管区段700的实施方案的透视图，该立管区段包括辅助管线702和主管线704。在所示的实施方案中，凸缘706联接到主管线704，并且辅助管线702延伸穿过在凸缘706上形成的相应孔口708。在所示的实施方案中，联接组件710将辅助管线区段接合在一起。在所示的实施方案中，联接组件710的外径712大于孔口708的直径714。因此，可在至少一个方向上阻止轴向移动。然而，如图所示，其他区段可具有小于孔口708的直径，如上所述，以有助于各种部件的安装。此外，如图所示，联接组件710的一个或多个部件可以布置在比凸缘706的相关联紧固件718更高的高度716处。因此，在实施方案中，可利用一个或多个扭转工具来形成或断开联接组件710的连接。
图8是用于将辅助管线安装到立管区段的方法800的实施方案的流程图。应当理解，对于本文描述的该方法和其他方法，可以存在更多或更少的步骤。此外，除非另有特别说明，否则这些步骤可能以任何顺序或并行执行。在该示例中，将销联接到第一管区段(框802)，例如联接到形成辅助管线的至少一部分的管区段。在各种实施方案中，可以通过联接到停止使用的现有辅助管线来对销进行改造。另外，在实施方案中，销可以联接或以其他方式直接形成到管区段上。
该方法通过将联接组件的至少一部分安装到销而继续(框804)。在各种实施方案中，例如，联接组件可以包括一个或多个部件，诸如开口环和单独联接的套管。开口环和/或套管可包括螺纹以有助于彼此联接，以及联接到系统的其他部件。在各种实施方案中，开口环与销同轴布置并且设置在销的径向外侧。开口环可包括用于将区段联接在一起的一个或多个紧固件和/或用于直接联接到销的一个或多个紧固件。
在实施方案中，可以邻近可联接到第二管区段的箱来布置销(框806)。例如，箱可以包括开口或凹陷部以接纳销的至少一部分。在某些实施方案中，套管可被布置成接纳箱的外径，该箱也可包括与套管的螺纹配合的外螺纹。套管可在套管联接到开口环的配合螺纹之前联接到箱。开口环可被旋转以接合箱螺纹(框808)。例如，开口环可以围绕开口环旋转(或与开口环一起旋转)，以使箱的凹陷部朝向销。以这种方式，辅助管线可以由一系列区段形成，每个区段具有包括联接组件的箱和销连接器。应当理解，在其他实施方案中，套管可旋转，并且开口环可为固定的。由于消除了辅助管线的区段之间的各种焊接连接，因此在位于平台上时，这种构造可能更易于维修和/或替换。此外，如上所述，各种部件可由非NACE材料形成，并且因此可由有助于较小部件的较高强度材料形成。
另外，可以根据以下条款描述本公开的实施方案：
1.一种用于将第一管区段联接到第二管区段的系统，包括：
所述第一管区段的销端部，所述销端部包括凸缘；
所述第二管区段的箱端部，所述箱端部具有凹陷部，所述凹陷部被构造成接纳所述销端部，当所述销安装在所述凹陷部内时，所述箱端部的面邻接所述凸缘；和
联接组件，所述联接组件将所述第一管区段接合到所述第二管区段，所述联接组件包括靠近所述凸缘布置的开口环和套管，其中所述套管的螺纹接合所述开口环上的第一配合螺纹和所述箱端部上的第二配合螺纹，以将所述第一管区段固定到所述第二管区段。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述箱端部包括轴线凹陷部，所述轴线凹陷部接纳密封件，当所述销端部安装在所述箱端部中时，所述轴线凹陷部靠近所述销端部布置。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述凸缘包括肩部，所述肩部在与所述箱端部的所述面相对的方向上邻接所述开口环，以在至少一个方向上限制所述开口环的轴向移动。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述开口环和所述套管均与所述销端部以非螺纹方式接合。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述凸缘的直径大于销近端部分的直径。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述联接组件和所述箱端部由不同材料形成，其中形成所述联接组件的材料具有比形成所述箱端部的材料更高的硬度或更高的强度中的至少一者。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述箱端部的外径和所述凸缘的外径基本上相等，并且所述套管被布置在所述箱端部和所述凸缘的至少一部分的径向外侧。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述开口环经由紧固件联接到所述销端部。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述开口环布置在形成于所述销端部上的凹陷部内，所述凹陷部包括肩部，所述肩部在至少一个方向上阻止所述开口环的轴向移动。
10.一种用于将第一管状区段接合到第二管状区段的联接组件，包括：
开口环，所述开口环适于联接到所述第一管状区段，所述开口环包括位于第一外径处的螺纹部分和具有大于所述第一外径的第二外径的端部；和
套管，所述套管适于联接到所述第二管状区段和所述开口环，其中所述套管包括内螺纹，所述内螺纹被构造成联接到所述第二管状区段上的配合螺纹并且联接到所述开口环的所述螺纹部分。
11.根据权利要求10所述的联接组件，其中所述第一管状区段不包括靠近所述套管的销端部的螺纹。
12.根据权利要求10所述的联接组件，其中所述联接组件和所述第二管状区段由不同材料形成，其中形成所述联接组件的材料具有比形成所述第二管状区段的材料更高的硬度或更高的强度中的至少一者。
13.根据权利要求10所述的联接组件，其中所述开口环包括孔口，所述孔口被构造成接纳紧固件以将所述开口环联接到所述第一管状区段。
14.根据权利要求10所述的联接组件，其中当联接到所述第一管状区段时，在至少一个方向上轴向限制所述开口环。
15.根据权利要求10所述的联接组件，其中所述开口环形成为至少两个环形部分，所述至少两个环形部分经由一个或多个紧固件联接在一起。
16.根据权利要求10所述的联接组件，其中所述第二外径基本上等于所述套管的第三外径。
17.一种用于将第一管区段联接到第二管区段的方法，包括：
将销联接到所述第一管区段，所述销包括凸缘；
将联接组件的至少一部分安装到所述第一管区段，所述联接组件靠近所述凸缘布置，以在至少一个方向上轴向限制所述联接组件的至少一部分的移动；
将箱联接到所述第二管区段；
经由所述联接组件的至少一部分的内螺纹接合所述箱的外螺纹；以及
经由所述联接组件的至少一部分的旋转将所述箱联接到所述销。
18.根据权利要求17所述的方法，其中将所述联接组件安装到所述第一管区段包括：
靠近所述凸缘安装开口环，所述开口环包括在至少一部分之上的螺纹。
19.根据权利要求18所述的方法，其中经由所述联接组件的至少一部分的旋转将所述箱联接到所述销还包括：
旋转所述开口环。
20.根据权利要求17所述的方法，其中经由所述联接组件的至少一部分的内螺纹接合所述箱的外螺纹还包括：
将套管联接到所述第二区段，所述套管包括内径上的配合螺纹。
尽管已经参考特定的实施方案描述了本文的技术，但应当理解，这些实施方案仅是本技术的原理和应用的说明。因此，应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本技术的实质和范围的情况下，可以对示例性实施方案进行多种修改并且可以设计其他布置。

Claims (15)

1.一种用于将第一管区段(304，404)联接到第二管区段(306，406)的系统，包括：
所述第一管区段(304，404)的销端部(318，418)，所述销端部(318，418)包括凸缘(324，424)；
所述第二管区段(306，406)的箱端部(340，440)，所述箱端部(340，440)具有被构造成接纳所述销端部(318，418)的凹陷部(342，442)，当所述销端部(318，418)安装在所述凹陷部(424，442)内时，所述箱端部(340，440)的面(350，450)邻接所述凸缘(324，424)；和
联接组件(302，402)，所述联接组件将所述第一管区段(304，404)接合到所述第二管区段(306，406)，所述联接组件(302，402)包括靠近所述凸缘(324，424)布置的开口环(348，458)和套管(360，460)，其中所述套管(360，460)的螺纹(362，462)接合所述开口环(348，458)上的第一配合螺纹(366，466)和所述箱端部(340，440)上的第二配合螺纹(364，464)，以将所述第一管区段(304，404)固定到所述第二管区段(306，406)。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述箱端部(340，440)包括轴线凹陷部(354，454)，所述轴线凹陷部接纳密封件(356，456)，当所述销端部(318，418)安装在所述箱端部(340，440)中时，所述轴线凹陷部(354，454)靠近所述销端部(318，418)布置。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述凸缘(324，424)包括肩部，所述肩部在与所述箱端部(340，440)的所述面(350，450)相对的方向上邻接所述开口环(358，458)，以在至少一个方向上限制所述开口环(358，458)的轴向移动。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述开口环(358，458)和所述套管(360，460)均与所述销端部(318，418)以非螺纹方式接合。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述凸缘(324，424)的直径(326，426)大于销近端部分的直径(332，432)。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述联接组件(302，402)和所述箱端部(340，440)由不同材料形成，其中形成所述联接组件(302，402)的材料具有比形成所述箱端部(340，440)的材料更高的硬度或更高的强度中的至少一者。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述箱端部(340，440)的外径(352，452)和所述凸缘(324，424)的外径(324，426)基本上相等，并且所述套管(360，460)被布置在所述箱端部(340，440)和所述凸缘(324，424)的至少一部分的径向外侧。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述开口环(358，458)经由紧固件联接到所述销端部(318，418)。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述开口环(358，458)布置在形成于所述销端部(318)上的凹陷部(434)内，所述凹陷部(434)包括肩部(436)，所述肩部在至少一个方向上阻止所述开口环(358，458)的轴向移动。
10.一种用于将第一管状区段(304，404)接合到第二管状区段(306，406)的联接组件(302，402)，包括：
开口环(358，458)，所述开口环适于联接到所述第一管状区段(304)，所述开口环(358，458)包括位于第一外径(368，468)处的螺纹部分(366，466)和具有大于所述第一外径(368，468)的第二外径(374，474)的端部(372，472)；和
套管(360，460)，所述套管适于联接到所述第二管状区段(306，406)和所述开口环(358，458)，其中所述套管(360，460)包括内螺纹(362，462)，所述内螺纹被构造成联接到所述第二管状区段(306，406)上的配合螺纹(364，464)并且联接到所述开口环(358，458)的所述螺纹部分(366，466)。
11.根据权利要求10所述的联接组件，其中所述第一管状区段(304，404)不包括靠近所述套管(360，460)的销端部(318，418)的螺纹。
12.根据权利要求10所述的联接组件，其中所述联接组件(302，402)和所述第二管状区段(306，406)由不同材料形成，其中形成所述联接组件(302，402)的材料具有比形成所述第二管状区段(306，406)的材料更高的硬度或更高的强度中的至少一者。
13.根据权利要求10所述的联接组件，其中所述开口环(358，458)包括孔口(376，476)，所述孔口(376，476)被构造成接纳紧固件以将所述开口环(358，458)联接到所述第一管状区段(304，404)。
14.根据权利要求10所述的联接组件，其中当联接到所述第一管状区段(304，404)时，在至少一个方向上轴向限制所述开口环(358，458)。
15.根据权利要求10所述的联接组件，其中所述开口环(358，458)形成为至少两个环形部分，所述至少两个环形部分经由一个或多个紧固件联接在一起。
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